Elettroliti acquosi altamente concentrati, noti come elettroliti acqua in sale, potrebbe essere un'alternativa ai solventi organici utilizzati nelle batterie delle auto e in altri dispositivi elettrochimici. Hanno i vantaggi dell'abbondanza, basso costo e non tossicità, secondo l'articolo di revisione "Elettroliti acqua-in-sale per dispositivi di accumulo di energia elettrochimica acquosa ad alta tensione, "pubblicato sulla rivista Opinione attuale in elettrochimica di Vitor Leite Martins e Roberto Manuel Torresi, entrambi sono affiliati con l'Istituto di Chimica dell'Università di San Paolo (IQ-USP) in Brasile.

Lo studio è stato condotto nell'ambito della ricerca post-dottorato di Martins sotto la supervisione di Torresi e nell'ambito del Progetto tematico "Ottimizzazione delle proprietà fisico-chimiche dei materiali nanostrutturati per applicazioni nel riconoscimento molecolare, catalisi e conversione/stoccaggio di energia, " di cui Torresi è ricercatore principale. Entrambi i progetti sono supportati da FAPESP.

"Il termine 'elettroliti acqua-in-sale' si riferisce a soluzioni che costituiscono una concentrazione molto elevata di sale in una quantità molto piccola di acqua. La quantità di acqua è appena sufficiente per dissolvere gli ioni per favorire la solvatazione. Il sistema non contiene acqua libera , a differenza delle soluzioni convenzionali, Ha detto Torresi ad Agência FAPESP.

Ciò è possibile solo se la molecola di sale da sciogliere comprende un anione grande e un catione piccolo, ha spiegato Torresi. Un esempio è LiTFSI, cioè., litio bis(trifluorometan solfonil)immide (CF ₃ COSÌ ₂ NLiSO ₂ CF ₃ ), considerando che NaCI, cioè., cloruro di sodio o sale da cucina, non serve, poiché ha un anione e un catione di dimensioni simili.

"Poiché non c'è acqua libera in questa soluzione ultraconcentrata, la scissione elettrolitica dell'acqua in idrogeno e ossigeno diventa molto più difficile, quindi la stabilità elettrochimica della soluzione è molto elevata nonostante il sistema contenga acqua, " Egli ha detto.

In sintesi, questa innovativa proposta tecnologica basata su un'elevata concentrazione di sale in acqua offre notevoli vantaggi rispetto alla tecnologia convenzionale che utilizza il sale disciolto in composti organici. Tuttavia, anche l'uso tecnologico degli elettroliti acqua-in-sale presenta delle sfide.

"La prima è che la soluzione contiene poca acqua ed è altamente igroscopica:tende ad assorbire umidità dall'aria, e questo cambia il suo contenuto d'acqua. Il secondo è che le soluzioni acquose ultraconcentrate sono altamente corrosive, " Disse Torresi.

La propensione ad assorbire l'umidità ambientale è condivisa con i solventi organici ed è uno dei motivi per cui le batterie convenzionali devono essere schermate, ma la corrosività è un grosso svantaggio:i solventi organici attualmente utilizzati nelle batterie al litio non aggrediscono gli elettrodi, gli unici componenti metallici, in misura significativa.

Però, secondo Torresi, questo inconveniente non dovrebbe essere sopravvalutato. "La corrosione è stata un problema importante per decenni. Ora, sappiamo come affinare i collezionisti attuali, e con alcuni adattamenti, non sarà difficile superare il problema della corrosione in una futura batteria acquosa, " Egli ha detto.